第五节 地震类型

从横向角度来看,舌岩体是在板块碰撞过程中形成的,属于下潜板块的一部分,其水平跨度与板块的碰撞边界一样长,都在数千到几万公里以上;而其厚度只有几十公里,表明舌岩体是一种狭长的薄片状岩体。悬浮在软流圈中的舌岩体,其形态千差万别,高低错落,像绵延的山脉一样起伏不平,有些地段向下凸起,有些地段向上凹陷;其中,那些凸起的舌岩体,所受到的岩浆流作用较强,极易发生断裂和脱落,是震源体的早期形态。凸起的舌岩体表面横向分布着许多V型裂隙,与岩浆流涡旋处在同一水平面上,当岩浆流的作用力超过舌岩体的结构强度时,舌岩体就会沿着V型裂隙产生断裂。断裂从凸起的舌岩体边缘开始,有的只在一侧发生断裂,有的则在两侧同时发生断裂,之后逐渐向舌岩体的中心拓展。舌岩体从断裂开始到完全脱落下来,需要经历几天到几个月时间。

从力学角度分析,舌岩体在脱落过程中,主要受到两种外力的作用,一是自身的重力,二是液态岩浆产生的浮力,两种力的作用方向相反,重力大于浮力,其差额为舌岩体向下的坠落力。准确地说,舌岩体边缘发生断裂属于一种张裂现象,张裂部分的岩体与下潜板块处在半连接状态。随着断裂带的拓展和延伸,张裂的舌岩体重量越来越大,重力臂越来越长。当坠落力与力臂的乘积突破舌岩体的结构强度时,张裂部分的舌岩体就会脱落下来,与母体板块相分离。受舌岩体结构强度的限制,在一条长距离的断裂带上,存在着多个断裂点。据此推断,体积较大的舌岩体一般不会整体脱落,而是沿着V型裂隙一段段地发生断裂和脱落。而每一次岩体脱落,都会引发一次地震,如此一来,陆续断裂和脱落的舌岩体,将引发系列性地震。

在地震学研究中,把一定时间内,发生在同一震源区的一系列大小不同的地震,且其发震机制具有某种内在联系或有共同发震构造的一组地震,统称为一个地震序列。在一个地震序列中,最强的地震称为主震,主震前发生的较小地震称为前震,主震后陆续发生的较小地震称为余震。地震序列分为以下几种类型:

(1)主震型:主震的震级突出,又有很多余震的地震序列,是一种最常见的地震序列类型。主震释放的能量占全地震序列的90%以上,有的主震前有明显的前震活动,地震活动区较集中。又分为“主震余震型”和“前震主震余震型”两类。

例如,1975年2月4日,辽宁海城7.3级地震前,自2月1日起,即突然出现小震活动,且其频度和强度都不断升高;于2月4日上午出现两次有感地震,主震于当日18时36分发生。

(2)震群型:没有突出的主震,主要能量是通过多次震级相近的地震释放出来的。其特点是主震与前震、余震的震级比较接近,一般相差在1级以内。

例如,2013年11月22日16时18分、11月23日6时04分、6时32分在吉林省松原市前郭县分别又发生5.3级、5.8级、5.0级地震,震源深度分别为8公里、9公里、8公里。自10月31日5.5级地震后,截止到2013年11月24日08时,共发生地震425次,其中,5-5.9级5次,4-4.9级4次,3-3.9级10次,最大地震为11月23日6时04分发生的5.8级。

在震群型地震中还有一个亚类,称双震型地震;其特点是,在一次地震序列中,主要的地震能量分两次释放。

例如,2012年9月8日,贵州省地震局表示,发生在云贵交界处的5.7级地震,属于双震群震型地震。

(3)孤立型:是指前震余震都很稀少,且与主震震级相差非常大的地震序列。整个序列的地震能量基本上通过主震一次释放出来,这类地震比较少见。

例如,2018年2月12日18时31分,在河北永清县(北纬39.37度,东经116.67度)发生4.3级地震,震源深度20公里。河北永清4.3级地震发生后,截至21时20分,记录到24次余震,最大余震1.8级,此次地震就属于孤立性地震。

震型解析,震级与脱落的舌岩体的质量成正比,之所以出现不同类型的地震序列,是由舌岩体的横向结构决定的,与各个阶段脱落的震源体质量有关。为了直观地说明这一问题,现摘取一组海洋冰山图片,用浸没在海水中冰山代替舌岩体,模拟推演不同类型地震序列的形成过程。

如果舌岩体像倒置的山峰一样,中间部分岩体凸起,两侧岩体低矮;那么,在分段脱落过程中,中间段震源体质量较大,所引发的震级就高,两侧震源体的质量较小,引发的震级就低。主震和前震、余震分明,震级差别悬殊,以此构成了主震型地震序列。

如果舌岩体像垂挂的岩壁,高矮相近,底端处在同一水平线上,在分段脱落过程中,各段震源体的质量相差无几;那么,它们所引发的震级也会非常接近,以此构成了震群型地震序列。

如果舌岩体像垂吊的钟乳石一样,横向跨度较短,没有出现分段脱落的情形,舌岩体近乎整体脱落,那么,就会只有一个主震;边缘部分形成的前震和余震零星稀少,震级较低,以此构成了孤立型地震序列。

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